L’informatique quantique, longtemps limitée par la nécessité de températures extrêmement basses, semble désormais s’ouvrir à de nouvelles possibilités. Traditionnellement, les ordinateurs quantiques nécessitaient des environnements proches du zéro absolu pour fonctionner efficacement. Cependant, des recherches récentes ont montré qu’il est possible que cette technologie fonctionne à des températures légèrement plus élevées.
Les défis des températures ultra basses
Pendant des décennies, les ordinateurs quantiques ont été confrontés au défi de températures extrêmement basses, nécessitant des températures proches du zéro absolu (0 kelvin ou -273,15°C) pour fonctionner efficacement. Cette contrainte était due aux phénomènes quantiques sur lesquels repose l’informatique quantique.
Chaque qubit, unité de base de l’information quantique, équivalente au bit binaire de l’informatique classique, nécessitait d’énormes systèmes de réfrigération pour maintenir ces conditions extrêmes. Cependant, le besoin croissant de qubits, notamment dans des domaines tels que la conception de nouveaux matériaux ou de médicaments, exigeait une solution plus pratique.
Il faudrait développer d’énormes ordinateurs quantiques capables de gérer les erreurs et de s’auto-corriger – deux éléments nécessaires à des calculs précis. Des entreprises comme Google, IBM et PsiQuantum se préparent à une époque où un seul ordinateur quantique nécessitera d’énormes quantités d’énergie et des entrepôts entiers remplis de dispositifs de refroidissement.
Des températures légèrement plus élevées
Toutefois, les ordinateurs quantiques pourraient être beaucoup plus accessibles et conviviaux s’ils pouvaient fonctionner à des températures légèrement plus élevées. Les chercheurs ont démontré, dans une nouvelle étude publiée dans Naturequ’un type particulier de qubit, basé sur les spins d’électrons individuels, pourrait fonctionner à des températures légèrement plus élevées, autour de 1 kelvin, ce qui est beaucoup plus chaud que les exemples précédents.
À des températures plus basses, l’efficacité des systèmes de refroidissement diminue. Pire encore, les systèmes de contrôle des qubits utilisés aujourd’hui sont des labyrinthes câblés. Ces systèmes entraînent des goulots d’étranglement physiques et une accumulation accrue de chaleur, ce qui entrave la coopération entre les qubits.
Cette dernière découverte a montré qu’un type particulier de qubit peut fonctionner à des températures proches de 1 K. Il est construit à partir d’un point quantique imprimé avec des électrodes métalliques sur du silicium, en utilisant une technologie très similaire à celle utilisée dans la fabrication des micropuces modernes. La température est encore très basse, à peine un degré au-dessus du zéro absolu. Cependant, il fait beaucoup plus chaud qu’on ne le pensait auparavant.
Les implications de cette avancée
Cette avancée offre un aperçu optimiste de l’avenir de l’informatique quantique. Si les ordinateurs quantiques pouvaient fonctionner à des températures légèrement plus élevées, ils pourraient aider à consolider les infrastructures de réfrigération dispersées en un système unique plus gérable. La consommation d’énergie et les coûts d’exploitation seraient considérablement réduits.
Dans des domaines tels que la conception de médicaments, où l’informatique quantique est sur le point de transformer notre compréhension et notre engagement envers les architectures moléculaires, les implications sont considérables. Cela pourrait conduire à une adoption plus large de cette technologie révolutionnaire dans divers secteurs, notamment la recherche scientifique, l’industrie et les centres de données commerciaux.
Cependant, même avec cette avancée, des défis demeurent. Des températures plus élevées pourraient entraîner une augmentation des erreurs de mesure, nécessitant des progrès supplémentaires en matière de correction et de contrôle des erreurs. Ces problèmes doivent être résolus pour garantir que les ordinateurs quantiques fonctionnent de manière fiable et précise. De plus, l’ordinateur quantique de Google accomplit instantanément une tâche qui prendrait normalement 47 ans.
